ISB安全保持器综合介绍

1、ISB安全保持器综合介绍2一、安全防爆的基本知识 二、齐纳式安全保持器 三、输入式安全保持器一、基本定义爆炸性混合物、安全火花、本安型防爆系统、非本安型防爆系统二、基本原理1、调制式直流放大器的工作原理（24V电源经过DC/AC/DC变换，向变送器隔离式供电；420mA电流经过DC/AC/DC变换，向调节器隔离式传递信号）2、过流保护的工作原理34一、安全防爆的基本知识（一）概论自燃物质+助燃物质=爆炸性混合物5化工生产的现场，经常含有氢、甲烷、乙烷、苯等易燃易爆的气体这些易燃易爆的气体都是自然物质，他们和空气中的助燃物质（氧）和在一起构成爆炸性混合物爆炸性混合物都是危险的，其危险程度是不一样

2、的。一、安全防爆的基本知识 按照最大不传爆间隙 自燃温度 最小引爆电流 三项指标对它们进行分级分组：爆炸性混合物按最大不传爆间隙分为4级1级 最大不传爆间隙 2级 0.6mm最大不传爆间隙 3级 0.4mm450b组 300自燃温度450c组 200自燃温度300d组 135自燃温度200e组 100120m A 70m A最小引爆电流120m A 最小引爆电流70m A78含有爆炸性混合物的现场称为危险场所我国规定的三类危险场所含有可燃性粉尘或纤维含有可燃性气体或蒸气火灾QGH第一类危险场所根据危险程度不同可分为三级9正常情况下，能形成爆炸性混合物的现场Q-1正常情况下不能形成，仅在不正常情

3、况下能形成爆炸性混合物的现场Q-2不正常情况下，仅在局部地区能形成爆炸性混合物的现场Q-3类别型号安全型A隔离型B充油型C通风充气型F安全火花（本质安全）型H特殊型T10我国防爆电气设备的分类经常使用的自动化装置一般都是防爆隔离型和防爆安全型隔离型在外壳的内部发生爆炸时，不引起外部爆炸性混合物爆炸的电气设备。安全型在正常或事故状态下产生的火花都不能引起爆炸性混合物爆炸的电气设备。11正常状态在设计规定条件下正常工作（实验时，在实验装置中产生短路或断路视为正常）事故状态在电路中，非保护性元件损坏或产生短路、断路、接地及电源故障等情况12（二）概念1、安全火花其能量不足以引起周围爆炸性混合物起火或

4、爆炸的火花。2、安全火花型仪表在正常或事故状态下产生的火花均不能引起爆炸性混合物爆炸的仪表。3、非安全火花型防爆系统通过“配电器”向现场仪表供电和向控制室仪表传输信号的系统为非安全火花型防爆系统。4、安全火花型防爆系统通过“安全保持器”向现场仪表供电和向控制室仪表传输信号的系统为安全火花型防爆系统。(现场仪表必须是本安仪表)5、关联设备与安全火花型电路相联，并影响其安全火花性能的有关设备。（这里意指安装在控制室，但又和现场仪表有联系）1314变送器配电器配电器调节阀控制室仪表调节阀控制室仪表安保器电源箱变送器安保器电源箱现场现场220V220V24V24V安全火花型防爆系统隔爆型和安全火花型自

5、动化装置的符号标记B 3 d15H e隔爆型按爆炸性混合物传爆能力来分为3级按爆炸性混合物自燃温度来分为d级安全火花型按爆炸性混合物最小引爆电流分为级按爆炸性混合物自燃温度来分为e级(一)用途齐纳式安全保持器的三种规格 BARD-300 和热电阻配合使用，构成本安防爆系统。BARD-200和热电偶配合使用，构成本安防爆系统。BARD-400（演示）和两线制变送器、执行器配合使用，构成本安防爆系统。16二、齐纳式安全保持器接线方式：17BARD-200STED温度变送器STED温度变送器BARD-300危险场所安全场所在变送器前面 18BARD-400SLPC调节器BARD-400SDBT配电器

6、危险场所安全场所(二)BARD-200齐纳式安全保持器1、构成19AB21R2R1F2F1过压保护信号传输2、原理信号传输电路A、R1、F1、1B、R2、F2、2过压保护电路V1、V2、V3V4、V5、V62021(一)用途 给二线制变送器供电， 把二线制变送器的输出电流1:1地传送到调节器。三、ISB安全保持器22(二)方框图调节器整流滤波器互感器调制器变送器限能器整流滤波器多谐振荡器24VDC420m A420m A危险场所安全场所 24VDC多谐振荡器 8KHz方波 整流滤波器 24VDC 限能器给二线制变送器提供24VDC23 二线制变送器产生420m ADC 限能器 调制器8KHz方

7、波电流互感器整流滤波器420m ADC 调节器输出420m ADC 24V电源DC/AC/DC的变换过程，向变送器隔离式供电（变压器）420m A信号DC/AC/DC的变换过程， 向调节器隔离式传输信号（变压器）设置了过电压（30V）限制器设置了过电流（30mA）限制器24防止高能量（大电压）从安全场所串入危险场所防止高能量（大电流）从安全场所串入危险场所（三）特点隔离将危险场所的仪表和安全场所的仪表用变压器实现电气隔离。使危险场所和安全场所之间只有磁的联系，没有电的联系。25限能利用电压、电流限制电路，把可能窜入危险场所的大电压大电流限制在安全定额之内。防止变压器原副边击穿时，原边高压信号窜

8、入危险场所，破坏其安全火花性能保证危险场所的安全 （四）ISB-5262安全保持器 多谐振荡器+调制式直流放大器+限能器 1、多谐振荡器 省略2627 2、调制式直流放大器 （1）作用 对420 m ADC进行DC/AC/DC转换传递。 （2）构成 调制器电流互感器整流滤波器28T1420mA DC15V DCV13R7C4V15C5R8V147845-+C7R9C2R4V5V8T2R6R5V12V11R10R11V9V10C3限能器 输入BA+-420mA DC为了便于分析，次要环节用方框图替代，主要环节用电路图表示，画出的电路图29T1的副边、V5V8、R4、C2、R9、C7T2的副边、V

9、13、V14、R7、C4、V15、C5、R8桥式整流滤波电路全波整流滤波电路给变送器提供电源方波变成420mADCT1的副边、V11、V12、R6、V9、V10、C3、R11、R10、R5、T2的原边调制器420mADC变成方波30 （3）原理 24VDC 多谐振荡器8KHz的方波 从T1原边耦合到副边， V5V8的桥式全波整流脉动信号 R4C2阻容滤波UC7=24VDC 二线制变送器获得24VDC电源之后就产生了420m ADC。31 T1的副边方波的正半周为、，因此V11截止，V12导通。 I0经过： C7限能器AB限能器V9V10的c、eT2原边（下）V12 T1副边中心抽头 R5C7

10、流经二线制变送器的电流为下+上流经T2原边的电流为上+下 T1的副边方波的负半周、 +、+，因此V11导通，V12截止。 I0经过： C7 限能器AB 限能器V9V10的c、eT2原边（上）V11T1副边中心抽头R5C7 32流经二线制变送器的电流为下+上流经T2原边的电流为上 下+无论T1副边的方波相位如何变化，二线制变送器流过的电流始终是一个方向。所以是直流电流。流经互感器T2的电流却不是一个方向，一会儿从中心抽头向下流动，一会儿从中心抽头向上流动。所以是交变电流。33 互感器T2原边的交变电流耦合到副边后，再经V13 、V14全波整流。 R7 、C4阻容滤波流经负载电阻时又变成420m

11、ADC。 结论： 从信号的角度来看，在二线制变送器为DC，在T2为AC，在RL上为DC。3435 3、限制器 (1)作用 限制进入危险场所的大电压和大电流。 采取双工备用的措施 （2）过流保护36过流BAV38 V39V36F3 V9V37R6C8V35V34V33V32V22V26V20V17V21V27V31F2C724VR1522用于限制反向电压（即AB电压接反）安全场所a、正常状态 Ii=420mA 24VDC经过V21给V17提供基极电流，使V17饱和导通，流经V17的电流Ii=420mA。R15上的最大压降UR15=440mV，使V20截止。流经V17的电流=变送器的输入电流Ii=

12、420mA。37IiUR15=440mVR15V17V2124VF2V2022b、事故状态 Ii30mA 变送器出现故障，若Ii30mA时，R15上的最大压降UR15 660mV，V20变为导通。因此分流了V17的基极电流。使V17由饱和区进入了放大区。38IiUR15=660mVV17在放大区时，Ic17=I b17，IC17=Ii随Ib17的变化而变化，Ii Ii R15 V20导通好 IC20 Ib17 IC17=Ii负反馈过程，使Ii得到限制，不能过大。R15V17V2124VF2V202239过流BAV38 V39V36F3 V9V37R6C8V35V34V33V32V22V26V2

13、7V31F2C724V用于限制反向电压（即AB电压接反）安全场所过流 正常时UC7=24V 故障时UC730V F2/F3熔断(3)过压保护a、正常状态 UC7=24V 正常状态，二线制变送器的供电电压UC7=24Vb、事故状态UC730V供电电压UC730V，V27V31在高压作用反向击穿导通，V37也处于导通状态，使电压稳定在某一个值上，限制UC7的变化。若UC7再高，则F2、F3熔断，把UC7和现场切断，防止大电压窜入危险场所。40 (稳压管V32和二极管V33限制开路电压，二极管V38V39用于限制反向电压，防止UC7接反。)41作业：1-14、什么是安全火花和安全火花防爆系统？2-1

14、2、在过程控制系统中，安全保持器处于（ ）仪表和（ ）仪表之间，与变送器配合使用的叫（ ）安全保持器；与执行器配合使用的叫（ ）安全保持器。2-13、ISB安全保持器采取哪些措施，使其具有安全火花防爆性能？2-14、ISB安全保持器的限制器如何实现过压保护和过流保护？4243作业答案：1-14、答：1、安全火花其能量不足以引起周围爆炸性混合物起火或爆炸的火花。2、安全火花型防爆系统通过“安全保持器”向现场仪表供电和向控制室仪表传输信号的系统为安全火花型防爆系统。(现场仪表必须是本安仪表)2-12、答：在过程控制系统中，安全保持器处于（一次）仪表和（二次）仪表之间，与变送器配合使用的叫（输入式）安全保持器；与执行器配合使用的叫（ 输出式）安全保持器。2-13、答：采用了隔离和限能的措施，隔离使用了变压器，限能使用了大电压和大